CIEMAT磁体技术部门近日参与了ISAAC装置在欧洲核子研究中心(CERN)的组装工作。这一装置是CERN协调的高场磁体(HFM)计划中的技术演示器,用于验证面向未来粒子加速器的下一代超导磁体机械方案。

高场磁体计划旨在为未来粒子对撞机,如FCC-hh,研发高场超导磁体。CIEMAT在该计划中负责推进一种采用共线圈配置的14特斯拉超导磁体研发,相关工作包括关键部件的设计和制造。
ISAAC全称为“研究超导组件以解决通用线圈力学问题”,名称取自艾萨克·佩拉尔。它是一台模型磁体,使用CERN已经制造并以块状配置完成测试的RMC跑道模型线圈。该装置的主要目标,是研究高场磁体在通用线圈配置下的力学表现,并把相关经验用于后续DAISY演示器设计。DAISY名称取自玛格丽塔·萨拉斯,将成为首个采用铌-3-锡(Nb₃Sn)线圈的磁体,其线圈将在CIEMAT新建的SMART-Lab磁体实验室制造。
今年5月,CIEMAT磁体技术部门人员在CERN 927号实验室开展ISAAC磁体组装。他们在外筒、纵向夹紧杆和线圈上安装应变片,并在每个装配阶段监测预紧力。对Nb₃Sn线圈来说,这一步尤为关键,因为这种超导材料较为脆弱;一旦应力超过约150兆帕,可能产生不可逆损伤。
目前,实测数据与磁体设计阶段的机械模拟结果相一致,说明制造部件质量良好,装配过程达到预期。接下来几周,团队将完成磁体电气连接,并在室温下开展磁性和电学测量。之后,ISAAC还将在接近绝对零度、约零下270摄氏度的垂直低温恒温器中接受测试,以验证其机械强度和磁性能。